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中国地下水氟污染及地方性饮用水氟中毒现象颇为普遍,其主要污染区域分布在河南、河北、安徽和内蒙古。本研究以河南鹿邑县马铺镇作为研究区域,首先对当地的地下饮用水微生物分布进行调查研究,采样范围包括20个村庄,共采集到219个微生物样品和146个水样。其次,研究当地居民的家用净水器在除氟过程中,对水中微生物群落组成的影响及净水器滤芯上微生物的组成,采集到18个水样、18个微生物样品和三套净水器内的15个滤芯样品。运用SEM、T-RFLP、RT-PCR和Illunima MiSeq高通量测序技术,分析样品生物膜的形貌及微生物群落生态特征,并应用统计学分析微生物多样性的差异与变化。结论如下: (1)氟对地下饮用水微生物群落的影响显著,环境中的其他因子协同氟共同作用; (2)微生物在低氟浓度的地下水环境中多样性和丰度最高,但细菌群落在高氟地下水环境中比低氟环境表现更强的稳定性,古菌群落在低氟和高氟环境中维持稳定,真菌群落则能稳定存在于低氟地下水环境中; (3)细菌中的变形菌门(Proteobacteria)在所有含氟地下水中均占优势,此外,在低氟水中的优势菌群为拟杆菌门(Bacteroidetes),在中氟水中的优势菌群为放线菌门(Actinobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria),在高氟水中厚壁菌门(Firmicutes)和蓝藻门(Cyanobacteria)占优势;古菌在低氟和高氟水中的优势菌群为广古菌门(Euryarchaeota),中氟水中奇古菌门(Thaumarchaeota)占优势;真菌中,子囊菌门(Ascomycota)富集于低氟水中,担子菌门(Basidiomycota)随着氟浓度的升高而富集; (4)家用净水器中的滤芯附着生物膜的难易程度:PP棉>活性炭>反渗透膜; (5)家用狰水器处理工艺中存在的优势菌种有变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria),其中厚壁茵门(Firmicutes)易于附着在PP棉、反渗透膜和后置活性炭上,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)易于生存在各种滤芯材料中,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)在进出水中占优势,芽孢杆菌纲(Bacilli)在第一类工艺中占优势; (6)PP棉对细菌的去除作用不明显,活性炭对厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)有很好的吸附效果,反渗透膜截留细菌效果好。 (7)家用净水器能去除氟和大部分细菌,但滤芯上会富集生长一些病原菌如不动杆菌(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和阿菲波菌属(Afipia)等,这对家庭用户存在潜在威胁,建议定期清洗和更换滤芯。